设计望远镜
短学期简易望远镜的设计与制作
短学期简易望远镜的设计与制作引言：望远镜是一种光学仪器，用来观察远距离的天体和地面物体。
随着科技的发展，望远镜的种类越来越多样化，并且价格不断下降，已经成为了人们探索宇宙和观察自然的重要工具之一、在本文中，我将介绍一种简易望远镜的设计和制作方法，帮助读者理解望远镜的基本原理，并且可以通过自己动手制作一个简易望远镜来观察天体。
一、设计思路：我们的简易望远镜主要由两个部分组成：物镜和目镜。
物镜是用来收集光线的，而目镜则是用来放大图像的。
通过这两个镜头的组合，我们可以看到远处的景物。
二、制作步骤：1.制作物镜：物镜是望远镜的核心部分，负责收集远处的光线。
我们可以使用一个凸透镜作为物镜。
选择一个透镜的焦距，可以根据自己的需求来决定，一般可以选择50mm左右的焦距。
然后，将透镜固定在一个适当大小的圆圈上，可以使用胶水或者胶带进行固定。
确保透镜的前表面平坦无瑕疵，并且与固定圆圈平行。
2.制作目镜：目镜是用来放大图像的，我们可以使用一个凸透镜作为目镜。
目镜的焦距可以选择稍微小一些，比如30mm左右。
同样地，将透镜固定在一个适当大小的圆圈上，并确保透镜的前表面平坦无瑕疵，并且与固定圆圈平行。
3.组装望远镜：将物镜和目镜固定在两根合适的管子上，使得两个镜头的距离等于物镜和焦距之和。
如果需要，可以使用胶带或者胶水进行固定。
确保两个镜头之间的距离合适，使得观察者可以调节焦距以获得清晰的图像。
另外，为了方便观察，可以在望远镜的一端固定一个小支架，以便将其放置在一个稳定的位置上。
4.使用望远镜：将望远镜对准你希望观察的目标，然后通过目镜看到的图像将被放大。
可以通过调整目镜和物镜之间的距离来调节焦距和放大倍数，以获得最佳的观察效果。
另外，也可以使用望远镜支架来固定望远镜，以减少手持望远镜时的晃动。
总结：通过以上步骤，我们成功地设计和制作了一个简易望远镜。
虽然它可能没有商业望远镜的高倍放大和精确成像，但它足够用来观察一些基本的天体和地面物体。
望远镜实验设计报告
光学设计实验报告望远镜系统设计一、实验目的（1）通过设计实验，加深对已学几何光学、像差理论及光学设计基本知识、一般手段的理解，并能初步运用；（2）介绍光学设计ZEMAX 的基本使用方法，设计实验通过ZEMAX 来实现二、实验内容及要求(1) 设计一个8倍开普勒望远镜的目镜，焦距f’=25mm ，出瞳直径D ’=4mm ，出瞳距>22mm ，视场角2ω’=25︒；考虑与物镜的像差补偿，目镜承担轴外像差的校正，物镜承担轴上像差的校正。
（2）设计一个8倍开普勒望远镜的物镜，其焦距、相对孔径D/f ’、视场角、像差补偿要求根据设计（1）的要求来确定，要求给出计算过程。
（3）将上述物镜与目镜组合成开普勒望远镜，要求望远镜的出射光束角像差小约3’左右。
如不符合要求，可结合ZEMAX 中paraxial 理想光学面，通过控制视觉放大倍率和组合焦距为无限大（如f ’>100000）等手段。
所有设计中采用可见光（F ，d ，C ）波段。
三、实验设计方案1、外形尺寸计算通过“未加入棱镜”的望远镜系统计算出主要的参数：原理图如下所示：物镜（孔径光阑）图１表示了一种常见的望远系统的光路图。
这种望远系统没有专门设置的孔径光阑，物镜框就是孔径光阑，也是入射光瞳。
出射光瞳位于目镜像方焦点之外，观察者就在此处观察物体的成像情况。
系统的视场光阑设在物镜的像平面处，即物镜和目镜的公共焦点处。
入射窗和出射窗分别位于系统的物方和像方的无限远，各与物平面和像平面重合。
1）求物镜的焦距根据开普勒望远镜的结构和视角放大率公式，可得方程组''2'1lz f f L ++='2'1f f -=Γ，，因为⨯=Γ=825'2mm fm m 2472225200200'1=++>=L mm f ，镜筒长度求解可得2)求物镜的通光口径D 1出瞳直径mm 4D '=，物镜的通光口径mm D D 32'11=Γ⨯= 3）求物镜的视场角2ω︒==Γ=74.132252,tan tan ''ωωωω，代入数据解得。
小型望远镜设计原理及应用
小型望远镜设计原理及应用望远镜是一种用于观测远距离物体的光学仪器。
它的设计原理主要基于光学的折射和反射原理，通过聚焦、放大和记录光线来获得远距离物体的清晰图像。
小型望远镜相对于大型望远镜而言，体积较小、重量较轻，更便于携带和使用。
小型望远镜的基本原理可分为折射式和反射式两种。
折射望远镜的设计原理基于光线在光学透镜中的折射现象。
它主要由目镜、物镜和视场镜组成。
当远距离物体的光线进入物镜时，物镜通过折射使光线聚焦到焦平面上。
视场镜位于焦平面上，起到接收、放大聚焦光线的作用。
目镜接收视场镜的聚焦光线，使光线再次折射，形成放大的物体影像，供人眼观察。
反射望远镜的设计原理基于光线在反射镜上的反射现象。
它主要由目镜、主反射镜和次反射镜组成。
当远距离物体的光线进入主反射镜时，主反射镜通过反射使光线聚焦到焦点上，形成实像。
次反射镜位于焦点上方，将实像反射到侧面，再由目镜接收反射光线，形成放大的物体影像。
小型望远镜的应用包括天文观测、自然观察以及户外探险等领域。
在天文观测方面，小型望远镜可以用于观测月球、星星、行星等天体，帮助人们了解宇宙的奥秘。
在自然观察方面，小型望远镜可以用于观察鸟类、动物以及远处的景物，实现远距离观察。
在户外探险方面，小型望远镜可以用于识别方向、测量距离以及观察野外环境，提供辅助指引和观察功能。
小型望远镜的设计还涉及到光学材料的选择、镜面的加工和镀膜等技术。
对于折射望远镜，光学玻璃是常用的材料，因为它具有良好的透明度和折射率。
对于反射望远镜，镜面的加工和反射镜的涂层是关键技术，一般采用金属涂层或介质膜涂层来提高反射率。
此外，小型望远镜还可以配备附属装置，如相机接口、观察窗口和三脚架等，以满足不同用户的需求和使用场景。
总之，小型望远镜是一种基于光学原理设计的轻便、便携的观测工具，通过折射或反射光线来实现远距离物体的放大观测。
它可以在天文学、生物学、地理学等领域发挥重要作用，帮助人们更好地了解和观测远处的事物。
2024-2025学年物理人教版八年级上册 5.5 跨学科实践制作望远镜 课件
填“放大”“等大”或“缩小”)的像。
“不同”)焦距的凸透镜。
11.如图为某望远镜内部的部分光路图,物镜是凸透
镜,O为光心,F为物镜焦点,焦距为500 m。
(1)在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。
如答案图所示
(2)目镜是
凹
(选填“凹”或“凸”)透镜。
(3)用此望远镜观测月球时,月球经物镜成一个
倒立 (选填“倒立”或“正立”)、 缩小 (选
什么望远镜看不到很远处的任何物体呢?难道是……”请你替
小明完成这句话:难道是 因为这两个凸透镜规格相同 ?带着
猜想,小明在课堂上与同学们经过了激烈的讨论,针对猜想进行
了科学探究中的 设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、
分析与论证、评估、交流与合作
几个环节,
最终确定了制作望远镜时,应选两个 不同 (选填“相同”或
)
A.远处的物体经过物镜成像在物镜的焦点附近
B.眼睛看到的是远处物体的倒立的实像
C.此时物镜和目镜之间的距离约为25 cm
D.物镜的作用相当于照相机,使远处的物体成像
在距离眼睛很近的位置
(
B
)
5.如图所示,小高找到两个焦距不同的放大镜模拟望
远镜观察远处的景物,其中较远的物镜的作用是使
物体成倒立、 缩小 (选填“放大”或“缩小”)
第5节
跨学科实践:制作望远镜
【项目提出】
根据透镜成像的知识,制作一个望远镜。
【项目分析】
要制作望远镜,需要完成以下任务:
1.了解望远镜的基本原理。
2.设计一个望远镜,能够用它观察校园内远处的物体。
3目实施】
1.了解望远镜的基本原理
(1)望远镜
伽利略望远镜设计
伽利略望远镜设计
1.物镜：物镜是望远镜的主镜，通常由凹透镜制成。
它的作用是聚集
远处的光线，使得光线能够汇聚在焦点上，从而形成一个放大的图像。
物
镜的直径越大，能够收集的光线也就越多，从而提高望远镜的分辨率。
2.目镜：目镜是用来放大物镜聚焦的光线，使观察者能够看到清晰的
图像。
目镜通常由凸透镜制成，其作用是将物镜聚焦的光线进一步放大，
并将图像投影到观察者的眼睛上。
3.焦距和放大倍数：伽利略望远镜的焦距是由物镜和目镜的组合决定的。
通常情况下，物镜的焦距比目镜的焦距要长，这样可以获得较大的放
大倍数。
放大倍数等于物镜焦距和目镜焦距的比值。
4.支架和调焦机构：伽利略望远镜通常使用一个稳固的支架来支撑物
镜和目镜，保持它们的相对位置和角度。
同时，望远镜还配备了调焦机构，使观察者能够调整目镜与物镜的距离，从而实现清晰的焦点。
伽利略望远镜的工作原理是，在光线通过物镜之后，汇聚到焦点上形
成一个实像。
然后，目镜将实像再次放大，并使其投影到观察者的眼睛上，观察者就可以看到放大的图像。
由于人眼无法直接看到实像，所以需要目
镜起到放大和折射的作用。
总而言之，伽利略望远镜的设计是基于凹透镜和凸透镜的组合，通过
调节物镜和目镜之间的焦距和放大倍数，使观察者能够看到远处的物体。
这种设计原理为天文学的发展做出了巨大贡献，也为后来更先进的望远镜
设计奠定了基础。
利用光学原理构建简易望远镜设计
追求卓越
在望远镜设计领 域，我们应该追 求卓越与创新， 不断挑战自己， 提高产品质量和
用户体验
希望启发和 帮助
希望本次内容能 够为望远镜爱好 者和从事相关领 域的人士带来启 发和帮助，促进 望远镜技术的发
展
感谢观看
THANKS
望远镜的定义和作用
观察远处物 体
望远镜是一种利 用光学原理观察 远处物体的设备
光学设备
望远镜是光学设 备的重要代表之
一
视野放大
通过望远镜，我 们可以放大远处 物体，观察更清
晰
多种用途
望远镜可以帮助 人们观察天体、 观赏景物，也可 以用于科学研究 和军事侦察等用
途
望远镜的分类
01 折射望远镜
包括折射望远镜和折射望远镜
军事应用
远距离目标锁定 隐蔽作战支持 智能辅助系统
娱乐行业
虚拟现实体验 全景观景功能 交互式观测模式
教育领域
实时观测教学 远程教学支持 互动学习体验
结语
广阔而有趣 的领域
光学原理构建简 易望远镜设计是 一个广阔而有趣 的领域，值得更 多人Байду номын сангаас入探索和
研究
持续关注发 展
未来，望远镜的 设计及应用将持 续发展，需要不 断关注科技进步 和市场需求，不
● 02
第2章 折射望远镜的设计原 理
物镜的设计
物镜是望远镜中负责 接收和聚焦光线的部 分。物镜的曲率半径、 折射率和口径会影响 成像质量。设计优秀 的物镜可以提升望远 镜的成像效果和清晰 度。
目镜的设计
放大物体
目镜负责放大物 体使其更清晰可
见
设计考量
需考虑放大倍数 及透镜材质等因
设计与组装望远镜实验报告
设计与组装望远镜实验报告设计与组装望远镜实验报告引言：望远镜是人类观察宇宙的重要工具，它能够帮助我们窥探那些遥远的星系和行星。
在本次实验中，我们小组设计并组装了一台望远镜，通过实践来了解望远镜的原理和构造，并探索其在天文观测中的应用。
一、设计理念在设计望远镜时，我们考虑了以下几个方面：光学系统、机械结构和使用便捷性。
首先，我们选择了折射望远镜的光学系统，因为它能够提供较好的像质和分辨率。
其次，我们采用了稳定的三脚架和平滑的转动机构，以确保望远镜能够稳定地指向目标。
最后，我们设计了一个便携式的望远镜，方便携带和使用。
二、材料与工具为了制作望远镜，我们使用了以下材料和工具：光学镜片、镜筒、三脚架、转动机构、螺丝、螺母、螺栓、螺旋刀、胶带、焊接工具等。
这些材料和工具的选择是基于其质量和可用性。
三、组装过程1. 光学系统组装：首先，我们将凸透镜和凹透镜安装在镜筒的两端，确保它们的位置准确。
然后，我们使用胶带和螺丝将镜片固定在镜筒上，以确保它们不会移动。
2. 机械结构组装：我们将三脚架和转动机构组装在一起，确保它们能够稳定地支撑望远镜。
同时，我们使用螺栓和螺母将望远镜固定在转动机构上，以便于调整和转动。
3. 调整与校准：在组装完成后，我们进行了调整和校准，以确保望远镜的光轴与目标的准确对齐。
我们使用螺旋刀和焊接工具进行微调，直到达到最佳的观测效果。
四、实验结果经过组装和调整，我们成功地制作了一台望远镜。
在实验中，我们观测了月亮、星星和一些行星。
通过望远镜，我们清晰地看到了月球表面的细节、星星的闪烁和行星的形状。
这些观测结果验证了我们设计和组装的望远镜的有效性和可靠性。
五、讨论与总结通过本次实验，我们深入了解了望远镜的原理和构造，并掌握了望远镜的组装技巧。
我们发现，望远镜的性能和观测效果受到光学系统、机械结构和调整校准的影响。
因此，在设计和组装望远镜时，需要综合考虑这些因素，以获得最佳的观测结果。
在未来的研究中，我们可以进一步改进望远镜的设计和组装技术，以提高其性能和可靠性。
望远镜设计实验报告
望远镜设计实验报告望远镜设计实验报告引言：望远镜是人类追求天文知识的重要工具之一，通过望远镜的观测，我们可以更深入地了解宇宙的奥秘。
本实验旨在设计一种简易的望远镜，通过实际操作和观测，探索望远镜的原理和性能。
实验装置：我们设计的望远镜主要由几个部分组成：物镜、目镜、支架和调焦装置。
物镜是望远镜的核心部分，其作用是收集并聚焦光线。
目镜则负责放大物镜所聚焦的光线，使观察者能够清晰地看到天体的细节。
实验过程：首先，我们选择了一个合适的物镜，其焦距为50厘米，这样可以保证我们观测到的天体具有较高的清晰度。
接下来，我们将物镜固定在一个支架上，确保其稳定性和准确度。
在支架的另一侧，我们安装了一个目镜，其焦距为10厘米。
这样，当我们通过目镜观察物镜所聚焦的光线时，可以得到较大的放大倍数。
为了使望远镜具备调焦功能，我们设计了一个调焦装置。
通过旋转装置上的螺丝，可以调整目镜的位置，从而改变光线的聚焦点。
这样，我们可以根据观察的需要，调整焦距，使观察到的天体更加清晰。
实验结果：在实验过程中，我们选择了几个不同的天体进行观察，包括月亮、恒星和行星。
通过调整焦距和观察角度，我们成功地观察到了这些天体的细节，并记录了观察结果。
在观察月亮时，我们清楚地看到了月球表面的山脉和撞击坑，这些细节让我们对月球的地貌有了更深入的了解。
而在观察恒星时，我们可以看到它们的亮度和颜色的差异，这有助于我们研究恒星的演化和性质。
此外，我们还观察到了几颗行星，如火星和木星，通过望远镜，我们可以清晰地看到它们的表面特征，如火星上的红色大气层和木星上的大红斑。
结论：通过本次实验，我们设计并搭建了一种简易的望远镜，并成功地观察到了不同天体的细节。
望远镜的设计和使用对于天文学的研究具有重要意义，它让我们更加接近宇宙的奥秘。
未来，我们可以进一步改进望远镜的性能，提高其分辨率和放大倍数，以便更深入地研究宇宙的各个方面。
总之，本次望远镜设计实验为我们提供了一次宝贵的机会，让我们亲身体验了望远镜的原理和功能。
伽利略望远镜设计原理
伽利略望远镜设计原理
首先是光学原理。
伽利略望远镜采用了两个透镜的设计，即目镜和物镜。
目镜位于望远镜的顶部，使我们可以通过此镜头看到目标物体。
物镜则位于望远镜的底部，它是用来聚集光线的透镜，可以产生放大效果。
当光线从目标物体通过物镜进入望远镜时，物镜将光线聚集在望远镜的焦点处。
此时，目镜将在物镜聚焦处形成的虚像放大，使我们能够清楚地看到物体细节。
所谓的放大倍数，就是目镜形成的虚像和肉眼实际看到的物体大小之间的比例关系。
其次是结构原理。
伽利略望远镜的结构相对简单，由几个重要部分组成。
主要的部分包括物镜、目镜和望远镜管。
物镜是一个凸透镜，它负责放大需要观察的物体。
目镜则是一个凸透镜，它负责放大物镜聚焦处的虚像。
望远镜管是连接物镜和目镜的结构，它保证了两个透镜的合适位置，以及让使用者能够稳定地观察物体。
为了使望远镜能够稳定地观察物体，望远镜管通常有一个可调节的焦距，以及一对支撑物镜和目镜的杆子。
这些支撑物镜和目镜的杆子可以调节望远镜的焦点，使使用者能够聚焦并放大物镜和目镜聚焦处的虚像。
总的来说，伽利略望远镜的设计原理是通过物镜和目镜的组合，使我们能够放大和观察远处的物体。
它们的结构相对简单，但功能强大，对天文学研究和科学研究产生了重大影响。
60公分专业天文望远镜设计方案
60厘米天文望远镜方案设计一、简介：60厘米天文望远镜的方案是根据深圳市气象局招标书中的技术要求和科学目标而设计的，其设计宗旨是：1、具有高品质的光学系统，实现高精度天体物理研究。
2、具有美观的外形和高刚度的机械结构，以保证在恶劣环境下能正常工作。
3、具有高精度的轴系，实现精细跟踪和观测。
4、具有稳定、可靠的控制系统。
5、配备远程控制技术，达到国内先进水准。
6、该望远镜主要用于恒星精细观测，可进行高精度的天体物理实测，低色散光谱观测、小行星搜寻及目视观测。
根据招标书要求，60厘米望远镜采用赤道叉式结构装置。
通过控制系统直接驱动赤径赤纬力矩电机，革除了传统的机械减速机构引起的误差，实现3″的指向精度和跟踪精度。
光学系统结构形式采用RC系统，镜筒设计成薄壁筒状形式，分别由副镜室、中间快和主镜室组成。
具有远程控制的功能，可通过网络实现异地天文观测和数据传递功能。
二、光学系统设计：1、主光路系统设计：1.1、标书中规定的科学目标和技术参数：★标书中确定主光路的科学目标是：恒星精细观测、高精度天体测量及低色散光谱观测等。
★标书中确定主光路的参数指标为：RC系统，有效口径600mm，工作波长380nm-1000nm，焦比在f8-f10之间，系统像差<200nm RMS，。
★标书中确定主光路中的主镜、副镜的镜坯材料选用热膨胀系数< 0.1e-6/°C。
★标书中确定该望远镜具有小行星搜寻功能。
★标书确定在卡焦处配备B、V、R、I波段、白光、氢I6563埃窄带滤光片。
★标书确定在卡焦处的接收器是：U-6CCD。
1.2、设计方案：★根据标书的要求，主光路系统按RC系统设计，焦比选择f/8，主镜又小口径600mm。
查询U-6CCD的靶面为24.6X24.6mm，为保证U-6CCD的靶面充满视场像，经计算后系统的有效视场为20′。
确保20′视场内80％的光能量集中在1.2″以内（见光学设计图）。
★根据标书的要求，望远镜具有搜寻小行星的功能。
望远镜设计报告
12
-------计算结果--------
1.高斯参数
有效焦距(f') 后截距(L') 前截距(L)
像距(l')
119.99218
14.92124
-118.90262 14.92124
入瞳距离(lz) 出瞳距离(lz') 近轴像高(y') 放大率(?)
0.00000
-106.17038 8.39067
应用光学课程设计
应用物理：
----------班 级 ---林-爽--
1250731010
---------
1
目录
一、望远镜系统外形尺寸计算
二、物镜
1. 物镜的选型及像差容限的计算 2. PW 法求解初始结构参数 3. 象差校正及玻璃配对 4. 像差曲线图
三、目镜
1. 目镜选型 2. 像差容限的计算 3. PW 法求解初始结构参数 4. 象差校正及玻璃配对 5. 像差曲线图
轴向色差 腖FC' 0.0987 0.0435 0.0018 -0.0424 -0.0694 -0.0842
***D光各视场像差***
相对视场 Lz1
Lz2
Yz'
Xt'
Xs'
Xts&# -8.3855 -0.8593 -0.4245 -0.4349
.85 0.0000 -106.1223 -7.1289 -0.6222 -0.3071 -0.3151
Q = QO
W −
∞ − W0 K
= −4.208478 −
− 0.2077 − (−0.073668) 1.702479
≈ −4.29750
− 4.208478− 4.129750
设计组装望远镜实验报告
设计组装望远镜实验报告设计组装望远镜实验报告在这个科技发达的时代，望远镜已经成为人们观察天空的重要工具之一。
为了更好地了解望远镜的原理和构造，我们进行了一次设计组装望远镜的实验。
本报告将详细介绍我们的实验过程和结果。
实验目的我们的实验目的是设计并组装一台简单的望远镜，以观察远处的天体。
通过这个实验，我们希望了解望远镜的基本原理和构造，并掌握望远镜的使用方法。
实验材料为了完成这个实验，我们准备了以下材料：1. 两个凸透镜：一个凸透镜作为目镜，一个凸透镜作为物镜。
2. 一个带有刻度的望远镜支架。
3. 一个三脚架。
4. 一根调节焦距的杆子。
5. 一些螺丝和螺母。
实验步骤1. 首先，我们将望远镜支架固定在三脚架上，确保其稳定性。
2. 然后，我们将物镜凸透镜固定在望远镜支架的前端，并调整焦距，使其能够聚焦。
3. 接下来，我们将目镜凸透镜固定在望远镜支架的后端，并调整焦距，使其能够聚焦。
4. 在固定好凸透镜后，我们将调节焦距的杆子连接到望远镜支架上，以便我们可以调整凸透镜的位置。
5. 最后，我们使用螺丝和螺母将所有部件固定在一起，确保望远镜的稳定性和准确性。
实验结果经过我们的努力，我们成功地设计并组装了一台望远镜。
通过调整凸透镜的位置和焦距，我们能够观察到远处的天体。
望远镜的图像清晰度和放大倍数与凸透镜的质量和焦距有关。
我们还发现，通过调节焦距的杆子，我们可以改变望远镜的焦点，以适应不同距离的观测对象。
实验心得通过这次实验，我们对望远镜的原理和构造有了更深入的了解。
我们学会了如何调整焦距和凸透镜的位置，以获得清晰的观测图像。
我们还学会了如何固定望远镜的各个部件，以确保其稳定性和准确性。
在未来，我们希望能够进一步研究望远镜的原理和构造，探索更高级的望远镜技术。
我们相信，通过不断学习和实践，我们可以更好地理解宇宙的奥秘，为人类的科学研究和探索做出更大的贡献。
总结通过这次设计组装望远镜的实验，我们深入了解了望远镜的原理和构造。
5.5跨学科实践：制作望远镜(课件)初中物理人教版(2024)八年级上册
18 世 纪 的 英 国 律 师 兼 数 学 家 霍 尔（ Chester Moor Hall） 首先想到了这一点，他发现火石玻璃的色散显著地超过冕牌玻璃， 便用冕牌玻璃做凸透镜，用火石 玻璃做凹透镜，并且把两块透镜 设计得正好能够密合在一起。 这 种复合透镜能够像一个凸透镜那 样使光线聚焦，同时又在很大程 度上消除了色差。
视角与什么因素有关？
视角大
a
视角小
a
距离相等时，大物体的视角大，小物体的视角小。
视角小
a
视角大
物体大小一定时，
看近处的物体，视角大，
a
远处的物体视角小。
视角的大小不仅与物体本身大小有关，还和物体到 眼睛的距离有关。
望远镜的 放大倍数
f物
= ——————
f目
f物是物镜的焦距， f目是目镜的焦距。
03
望远镜的制作及调试
观察手持望远镜，尝试使用凸透镜、瓦楞纸、剪刀、胶 带等材料，通过小组合作，自制一个望远镜，实现望远功能。
①如图所示，分别用瓦楞纸包裹物镜、目镜，制作镜筒。 ②根据测算的最佳距离，确定镜筒的长度范围。裁出凹槽， 作为目镜和物镜前后调节的轨道。 ③将两个镜筒嵌套在一起。根据需要，调整目镜镜筒的粗细， 以便实现共轴调节。
反射望远镜
从古代起人们就知道，光线从一个凹面镜上反射， 也会发生会聚。 反射镜以完全相同的方式反射所有各种 颜色的光，因此不会产生色差。
1668 年，26 岁的牛顿制成人类历史上第一架真正实 用的反射望远镜。 其反射镜直径约 2.5cm，焦距约 16cm， 放大倍率超过 30倍，看起来却像个小玩具。 1672 年 1 月， 他把口径 5cm的第二架反射望远镜送到英国皇家学会。 该镜一直保留到了今天。
望远镜实验设计报告1
一、实验目的（1）通过设计实验，加深对已学几何光学、像差理论及光学设计基本知识、一般手段的理解，并能初步运用；（2）介绍光学设计ZEMAX 的基本使用方法，设计实验通过ZEMAX 来实现二、实验内容及要求(1) 设计一个8倍开普勒望远镜的目镜，焦距f’=25mm ，出瞳直径D ’=4mm ，出瞳距>22mm ，视场角2ω’=25︒；考虑与物镜的像差补偿，目镜承担轴外像差的校正，物镜承担轴上像差的校正。
（2）设计一个8倍开普勒望远镜的物镜，其焦距、相对孔径D/f ’、视场角、像差补偿要求根据设计（1）的要求来确定，要求给出计算过程。
（3）将上述物镜与目镜组合成开普勒望远镜，要求望远镜的出射光束角像差小约3’左右。
如不符合要求，可结合ZEMAX 中paraxial 理想光学面，通过控制视觉放大倍率和组合焦距为无限大（如f ’>100000）等手段。
所有设计中采用可见光（F ，d ，C ）波段。
三、实验设计方案1、外形尺寸计算通过“未加入棱镜”的望远镜系统计算出主要的参数： 原理图如下所示：物镜（孔径光阑）图１表示了一种常见的望远系统的光路图。
这种望远系统没有专门设置的孔径光阑，物镜框就是孔径光阑，也是入射光瞳。
出射光瞳位于目镜像方焦点之外，观察者就在此处观察物体的成像情况。
系统的视场光阑设在物镜的像平面处，即物镜和目镜的公共焦点处。
入射窗和出射窗分别位于系统的物方和像方的无限远，各与物平面和像平面重合。
1）求物镜的焦距根据开普勒望远镜的结构和视角放大率公式，可得方程组''2'1lz f f L ++='2'1f f -=Γ，，因为⨯=Γ=825'2mm fm m 2472225200200'1=++>=L mm f ，镜筒长度求解可得2)求物镜的通光口径D 1出瞳直径mm 4D '=，物镜的通光口径mm D D 32'11=Γ⨯=3）求物镜的视场角2ω︒==Γ=74.132252,tan tan ''ωωωω，代入数据解得。
设计制作望远镜教学设计
设计制作望远镜教学设计望远镜教学设计：一、教学目标：1.了解望远镜的基本原理和结构。
2.学习望远镜的使用方法和注意事项。
3.培养学生的观察力和科学思维能力。
二、教学内容1.望远镜的基本结构：物镜、目镜、支架等。
2.望远镜的原理：物镜和目镜的协同作用实现放大。
3.望远镜的分类和特点：天文望远镜、光学望远镜、电子望远镜等。
4.望远镜的使用方法：对准目标、调整焦距、观察戴眼镜等。
5.望远镜的注意事项：避免直接望太阳、保护镜片等。
三、教学过程1.导入：利用图片或实物引入望远镜的概念，激发学生的探索兴趣。
2.知识讲解：（1）望远镜的基本结构和原理。
通过图片、模型或视频介绍望远镜的组成部分和放大原理。
（2）望远镜的分类和特点。
让学生了解不同类型的望远镜，例如天文望远镜可以观测星体，光学望远镜利用透镜放大图像等。
3.实践操作：（1）分发望远镜模型或实物望远镜，让学生亲自体验操作。
引导学生正确地搭建和使用望远镜。
（2）安排户外实践活动，例如观察天空中的星星、观察远处的建筑等。
要求学生按照正确的方法和步骤使用望远镜，并记录观察结果和心得体会。
4.讨论总结：（1）让学生分享自己的观察结果和体会。
（2）引导学生总结望远镜的使用方法和注意事项。
（3）讨论望远镜在科学研究、天文观测等领域的应用。
5.作业布置：让学生回家观察自己身边的望远镜应用场景，如博物馆、天文观测站等，并写一篇相关的观察报告。
鼓励学生上网或阅读相关书籍深入了解望远镜的知识。
四、教学评价1.观察实践评价：根据学生的观察记录和实践表现评价其操作步骤是否正确，观察结果是否准确。
2.书面作业评价：评价学生对望远镜知识的理解和运用能力，论述是否清晰准确。
3.讨论活动评价：评价学生课堂表达和思维发散的能力。
总结：通过望远镜教学设计，学生可以了解望远镜的基本原理、结构和使用方法，培养他们的观察力和科学思维能力。
教学过程要注重实践操作和讨论总结，以促使学生深入理解和应用所学知识。
设计与组装望远镜实验报告
设计与组装望远镜实验报告一、实验目的1、了解望远镜的基本原理和结构。
2、掌握望远镜的设计和组装方法。
3、学会使用工具和材料进行简单的光学仪器制作。
4、培养动手能力和解决实际问题的能力。
二、实验原理望远镜主要由物镜和目镜组成，其原理是利用透镜的折射作用将远处的物体成像在目镜的焦平面上，从而实现对远处物体的观察和放大。
根据透镜成像公式 1/f ＝ 1/u ＋ 1/v（其中 f 为焦距，u 为物距，v 为像距），当物距远远大于焦距时，像距近似等于焦距。
望远镜的放大倍数等于物镜焦距与目镜焦距的比值。
为了获得更好的成像质量，通常会采用消色差透镜或组合透镜来减少色差和像差。
三、实验材料和工具1、凸透镜（物镜和目镜）：焦距分别为 100mm 和 20mm 。
2、镜筒（可用硬纸板或 PVC 管制作）。
3、调焦装置（如螺丝、滑块等）。
4、胶水、胶带。
5、剪刀、尺子。
四、实验步骤1、测量和选择透镜使用尺子测量物镜和目镜的焦距，确保其符合实验要求。
检查透镜的表面是否有划痕或瑕疵，选择质量较好的透镜进行组装。
2、制作镜筒用硬纸板或PVC 管制作两个长度合适的镜筒，一个用于安装物镜，另一个用于安装目镜。
镜筒的直径应略大于透镜的直径，以保证透镜能够顺利安装。
3、安装物镜将物镜放入物镜镜筒的一端，使用胶水或胶带固定。
确保物镜的中心与镜筒的中心对齐，以获得良好的成像效果。
4、安装目镜按照同样的方法将目镜安装在目镜镜筒的一端。
注意目镜的安装方向，使其能够正确成像。
5、组装调焦装置在两个镜筒之间安装调焦装置，如螺丝或滑块。
通过调节调焦装置，可以改变物镜和目镜之间的距离，从而实现清晰的成像。
6、初步调试将组装好的望远镜对准远处的物体，如建筑物、树木等。
通过调节调焦装置，使成像清晰。
7、精细调试在白天光线充足的条件下，观察远处的细节，如文字、标识等。
微调物镜和目镜的位置，以及调焦装置，以获得最佳的成像效果。
五、实验结果与分析1、成像效果经过调试，望远镜能够清晰地成像远处的物体。
光学设计望远镜知识点
光学设计望远镜知识点望远镜是一种用于观察远处物体的光学仪器，它通过透镜或者反射镜的组合来聚集和放大光线。
光学设计是指将透镜和反射镜的曲率、材料和间距等参数进行优化，以达到最佳的成像效果和观测性能。
以下将介绍几个光学设计望远镜涉及的重要知识点和技术。
1. 望远镜光路的基本组成望远镜光路由目镜和物镜组成。
物镜的主要作用是使光线在经过一个聚焦点后尽可能地准确地再次聚焦，从而形成清晰的像。
目镜的作用是进一步放大这个像，使人能够观察到更多细节。
光路的设计是望远镜设计的基础。
2. 球面像差和色差球面像差是由于透镜或者反射镜的曲率不合适而导致的成像不完美的问题。
为了解决球面像差，可以使用非球面透镜或者增加镜片的数量。
另一个常见的问题是色差，这是由于透镜材料对不同波长的光折射率不同而引起的。
色差可以通过使用具有不同折射率的玻璃或者涂层来减轻。
3. 畸变和像场平直度畸变是指像中不同位置的物体放大率不同，造成成像不准确的问题。
畸变可以分为柱面畸变和畸变畸变两种类型。
像场平直度是指在整个视场范围内，像点的光轴是否足够平行。
通常，设计师需要通过优化透镜和反射镜的曲率以减小畸变和提高像场平直度。
4. 换能器和增益换能器是将光信号转换为电信号的装置，通常使用光电倍增管或者光电二极管。
增益是指光电信号在传输过程中的增加程度。
一个好的望远镜光学设计不仅要考虑到成像质量，还要注意提高光电信号的增益，以最大程度地提高观测的灵敏度和分辨率。
5. 孔径和分辨率孔径是指望远镜物镜或者反射镜的直径。
较大的孔径意味着能够收集更多的光线，因此能够提供更高的分辨率和更清晰的图像。
分辨率是指望远镜能够分辨两个相距很近的物体的能力。
分辨率与波长和孔径的关系密切，可以通过提高孔径或者缩短波长来提高分辨率。
6. 光学涂层光学涂层是一种在透镜或者反射镜表面添加的薄膜层，用于减少反射和增加透过率。
不同的光学涂层可以用于不同的目的，如抑制残余光、减轻色差和降低反射率。
望远镜设计计算指导
望远镜设计计算指导望远镜是一种能够观测遥远天体的仪器，被广泛用于天文观测、空间探测等领域。
正确的设计计算是保证望远镜性能和精度的关键。
下面是一个望远镜设计计算的指导，帮助你了解这一过程。
1.确定望远镜类型和用途：望远镜可以分为折射望远镜和反射望远镜。
折射望远镜利用透镜聚焦光线，反射望远镜则利用反射面。
根据不同的用途，望远镜可以有不同的特点和要求，如天文观测、地面观测等。
2.计算望远镜的主要参数：望远镜主要参数包括口径、焦距、放大倍数等。
口径是指望远镜的镜片或镜头的直径，反映着它能够接收的光线的数量。
焦距则决定了望远镜的放大倍数和成像质量。
根据具体需求，可以计算得到合适的主要参数。
3.确定望远镜的光学设计：光学设计是望远镜设计中最关键的一步。
对于折射望远镜，需要确定合适的透镜的曲率和厚度，以及不同透镜之间的间距和材料。
对于反射望远镜，需要确定合适的反射面的曲率和尺寸。
通过光学设计软件或手工计算，可以得到最佳的光学设计参数。
4.考虑系统误差和改进措施：望远镜设计中还需要考虑系统误差和改进措施。
系统误差主要包括色差、畸变等，会影响望远镜的成像质量。
通过改进光学设计、采用更高质量的材料等方式可以减小系统误差。
5.考虑机械结构和支架设计：望远镜除了光学设计外，机械结构和支架设计也非常重要。
机械结构应该稳定，以保证望远镜在观测时不受外界震动的影响。
支架设计可以决定望远镜的准确转动和调整能力，需要考虑到重量、刚度等因素。
6.测试和调整望远镜：在设计完成后，需要对望远镜进行测试和调整。
可以使用星测试等方法来评估望远镜的成像质量，并通过调整焦距、调整对准等方式来改进性能。
最后，值得注意的是望远镜设计计算是一个复杂而综合的过程，需要具备一定的光学设计和计算能力。
如果没有相关专业知识和经验，建议找到有经验的专业人士或团队来协助完成设计计算。
自组望远镜设计方案及流程
自组望远镜设计方案及流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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主要类型
1、Classical Cassegrain 抛物面 双曲面 2、Ritchey-Chretien 双曲面 双曲面 3、Dall-Kirkham 椭圆面 球面 4、Houghton-Cassegrain 双凸透镜+双凹透 镜 球面 球面
5、Schmit-Cassegrain 施密特校正器化并设计了折返式卡塞格林望远镜系统 新型卡塞格林系统主次镜采用球面反射镜,避免了使用加工困难 和成本较高的非球面镜给出了利用zemax优化设计的整个过程, 并通过评价函数、点列图、光线扇面图以及光学传递函数的评 价手段对设计的系统进行评价和再优化，最终得到最好成像质 量的望远镜系统
在卡塞格林望远镜焦点处可以安置较大
的终端设备，并不挡光，且观测操作也 较方便。对于一个兼具有主焦点系统、 卡塞格林系统和折轴系统的望远镜，卡 塞格林望远镜的相对口径是中等的，它 适用于作中等光力、较大比例尺的照相 和其他工作，一般在这里进行的主要工 作有较大光谱仪的分光观测、直接照相 和像增强器照相、光电测光和红外观测 等。
这种设计在制造商提供给消费者的望远镜上非常 普遍，因为球面的光学表面不仅比长焦距的折射 式望远镜容易制做。虽然这类望远镜比同口径的 反射式望远镜价格要更昂贵，但是由于紧密的光 学设计使它在依订设计的口径之内很容易携带， 使它在严谨细致的天文爱好者中更受青睐，已经 成为目前主流的业余高端天象观测仪器。高的焦 比意味著它不同於前身的施密特摄星仪，不是一 架广角的望远镜，但是它狭窄的视野很适合观测 行星和深空天体。
基于ZEMAX的Ritchie Cretien系统设计
成员：路喜平 张骁
亓立成 米智刚
卡塞格林望远镜，是由两块反射镜组成
的一种反射望远镜，1672年为卡塞格林 所发明。反射镜中大的称为主镜，小的 称为副镜。通常在主镜中央开孔，成像 于主镜后面。它的焦点称为卡塞格林焦 点。有时也按图中虚线那样多加入一块 斜平面镜，成像于侧面，这种卡塞格林 望远镜，又称为耐司姆斯望远镜。
此图为场曲曲线图，左图表示出了近轴焦点的漂移为 一个关于视场角的函数，而右 图则表示了有以近轴光线为基准的实际光线的畸变。 可以看出其轴向色差和初级球差大
弥散斑
调制传递函数（MTF）点扩散函数
左图衍射能量圈图。右图为多色光焦点漂移
卡塞格林望远镜基本结构和工作原理
!
反射式望远镜通常由主镜和次镜构成，卡塞格林望远镜也不例外 其主镜为抛物面的凹面反射镜、次镜为双曲面的凸面反射镜主镜 抛物面的焦点与次镜双曲面的左焦点重合，这样入射的平行光将 汇聚在双曲面的另一焦点处这种类型的望远镜系统在后来的许多 领域都有过广泛的应用。
’
实际应用
PY_EY图像是分析子午像差的 PX_EX图像时分析弧矢相差的
图形以光瞳坐标的函数形式表示了横向的光线像差，两图均有 离焦现象的存在，优化函数优化之后离焦现象明显减弱，几乎 不存在球差和轴向色差。
球差
初级球差大的点列图
红光、 蓝光和青光比较集中，说明色差小，轴差增大。
意
6、Maksutov-Cassegrain 弯月透镜球面 球面 7、Schmidt-meniscus Cassegrain施密特校正器+弯 月透镜 球面 球面
8、Mangin-Cassegrain 多个球面透镜 球面 球面 9、Pressmann-Camichel 球面 椭圆面 10、Schiefspiegler 斜反射离轴 11、Three-mirror Cassegrain 三片反射镜 面型任意